INTERNE

Domaine technique de l'invention

La présente invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule automobile.

La présente invention concerne plus particulièrement un groupe motopropulseur comportant un système de transmission avec un alterno- démarreur. Elle s'applique de façon non limitative, aux systèmes Stop Start.

La présente invention concerne une stratégie de démarrage du groupe motopropulseur avec alterno-démarreur lors des temps froids.

Etat de la technique

Les groupes motopropulseurs de véhicules automobiles comportent des systèmes automatiques d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur en cas d'arrêt temporaire du véhicule afin de diminuer les consommations du moteur. En effet, lesdits systèmes permettent un arrêt du moteur lorsque le véhicule est à l'arrêt pendant au moins un seuil de durée, ou à lorsque le véhicule se déplace à très faible vitesse en décélération pendant au moins un seuil de durée. Le redémarrage du moteur arrêté automatiquement est déclenché ensuite par exemple par un appui ou un relâchement sur une pédale de commande. II est connu de tels systèmes qui utilisent actuellement un alterno- démarreur avec un démarreur. La particularité de l'alterno-démarreur réside dans sa capacité à démarrer le moteur, et à produire l'électricité nécessaire à bord du véhicule à partir de la rotation du moteur.

Le démarreur permet de démarrer le moteur à froid et l'alterno-démarreur permet de démarrer le moteur quand il est chaud dans les phases de démarrage automatique consécutives de phases d'arrêt automatique.

Des solutions visent à supprimer le démarreur en assurant des rapports d'entraînement entre le moteur thermique et l'alterno-démarreur qui permettent de transmettre le couple nécessaire pour le démarrage à froid sans pénaliser ensuite le mode générateur d'énergie électrique.

La publication FR3012194-A1 divulgue un système de transmission comprenant un bloc moteur à combustion interne équipé d'un arbre d'entraînement s'étendant selon un axe longitudinal, un alterno-démarreur relié en rotation à l'arbre d'entraînement, une première poulie disposée selon l'axe longitudinal de l'arbre d'entraînement et montée libre en rotation sur l'arbre d'entraînement, une poulie d'entraînement de l'alterno-démarreur et reliée à la première poulie par une courroie. Le petit rapport d'entraînement entre la poulie de l'alterno-démarreur et la première poulie permet d'entraîner le moteur à un régime très inférieur à celui de l'alterno-démarreur, ce qui permet de réaliser un couple d'entraînement important pour l'arbre d'entraînement et de vaincre les frottements importants à des basses températures.

Un inconvénient de ce système est la présence sur la courroie d'impuretés et de glace ou de givre lors de basses températures qui peut entraîner alors un glissement de ladite courroie lors d'une phase de démarrage du moteur thermique. Ceci rend impossible un démarrage par grand froid avec un alterno-démarreur. Cette difficulté est particulièrement importante avec un moteur à fort taux de compression comme un moteur Diesel, parce que ce taux élevé nécessite un couple d'entraînement élevé pour démarrer le moteur.

Bref résumé de l'invention

Le but de l'invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l'invention est une stratégie de démarrage d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant un bloc moteur à combustion interne équipé d'un arbre d'entraînement s'étendant selon un axe longitudinal, un alterno- démarreur relié en rotation à l'arbre d'entraînement, une première poulie mobile en rotation autour de l'axe longitudinal de l'arbre d'entraînement, une poulie fixée solidaire en rotation de l'alterno-démarreur et reliée à la première poulie par une courroie et un système de couplage/découplage entre la première poulie et l'arbre d'entraînement du moteur. La présente invention concerne plus particulièrement une stratégie de démarrage dudit groupe motopropulseur avec l'alterno-démarreur caractérisé en ce que le démarrage comprend une phase de préparation de la courroie par temps froids avant le démarrage du moteur. De manière avantageuse, le démarrage dudit groupe motopropulseur avec l'alterno-démarreur comprend une phase de préparation de la courroie pour nettoyer ladite courroie des impuretés telles le givre, la glace ou des poussières et ainsi assurer d'une part un meilleur contact entre la courroie et les poulies et d'autre part une mise en condition de fonctionnement de ladite courroie. Selon d'autres caractéristiques de l'invention :

-la phase de nettoyage comprend un entraînement de la courroie par l'alterno-démarreur.

De manière avantageuse, l'alterno-démarreur est actionné pour entraîner la courroie en rotation pendant la phase de nettoyage sans solliciter le bloc moteur thermique. Ladite courroie lors de sa rotation peut se débarrasser des impuretés telles que poussières, givre ou glace et être amenée à une température sensiblement proche d'un seuil de température minimal de fonctionnement.

-la phase de nettoyage comprend un désaccouplement de la première poulie fixée à l'arbre d'entraînement.

De manière avantageuse, la phase de nettoyage comprend un désaccouplement de la première poulie de l'arbre d'entraînement du moteur, ce qui permet une diminution des efforts de frottements et de résistance de la première poulie et un fonctionnement de l'alterno-démarreur plus aisé pour entraîner la courroie.

-la phase de nettoyage est précédée par une phase de vérification de conditions de préparation de la courroie.

De manière avantageuse, la phase de nettoyage est lancée lorsque des conditions de basses températures sont relevées qui peuvent engendrer des formations de givre ou de glace sur la courroie entraînant des difficultés de démarrer le moteur thermique à l'aide de l'alterno-démarreur, afin de préserver au mieux l'énergie électrique et d'optimiser les consommations du groupe motopropulseur. La phase de préparation de la courroie est également lancée si aucune phase de préparation antérieure de courroie n'a déjà été lancée dans un écart de temps inférieur à un seuil de durée.

-la phase de nettoyage est suivie d'une phase de temporisation.

De manière avantageuse, la phase de nettoyage est suivie d'une phase de temporisation pour préparer le démarrage du moteur à l'aide de l'alterno- démarreur. -la phase de temporisation comprend un accouplement de la courroie, de la première poulie fixée à l'arbre d'entraînement et de la poulie de l'alterno- démarreur.

De manière avantageuse, la phase de temporisation comprend une étape de réaccouplement de la première poulie, de la poulie de l'alterno- démarreur et de la courroie avant de pouvoir démarrer le moteur à l'aide de l'alternodémarreur.

-la phase de temporisation comprend un arrêt du fonctionnement de l'alterno-démarreur.

De manière avantageuse, lors de la phase de temporisation, l'alterno- démarreur est arrêté avant l'étape de ré-accouplement des poulies et de la courroie.

-la phase de temporisation comprend une procédure d'information affichée au tableau de bord du véhicule.

De manière avantageuse, la phase de temporisation peut comprendre une procédure d'information à encontre du conducteur et affichée au tableau de bord du véhicule. De cette manière, le conducteur peut se préparer au démarrage du moteur et du véhicule.

-la phase de temporisation précède une phase de démarrage du moteur grâce à l'alterno-démarreur. De manière avantageuse, la phase de temporisation est comprise entre la phase de nettoyage et le démarrage du moteur. Les phases de nettoyage et de temporisation peuvent ainsi être lancées avant l'arrivée du conducteur devant le volant du véhicule, par exemple à l'ouverture des portes. Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : -la figure 1 représente de façon schématique un groupe motopropulseur équipé d'un alterno-démarreur.

-la figure 2 représente un logigramme des phases avant le démarrage du moteur,

-la figure 3 représente un logigramme des différentes étapes de la phase de vérification.

-la figure 4 représente un logigramme des différentes étapes de la phase de nettoyage.

-la figure 5 représente un logigramme des différentes fonctions de la phase de temporisation. Description détaillée des figures

Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.

Les groupes motopropulseurs thermiques de véhicule automobile comprennent un bloc moteur à combustion interne avec un démarreur et éventuellement un alterno-démarreur pour par exemple les groupes motopropulseurs comportant la fonction d'arrêt et de redémarrage automatique. La particularité de l'alterno-démarreur réside dans sa capacité à remplir les fonctions de deux organes actuellement distincts : le démarreur - habituellement placé sur la couronne du moteur et chargé, comme son nom l'indique, du démarrage moteur - et l'alternateur, fixé en périphérie du moteur, dont le rôle consiste à produire l'électricité nécessaire à bord du véhicule à partir de la rotation du moteur. Dans la nouvelle configuration, ces deux éléments sont remplacés par un seul, remplissant les deux fonctions. L'alterno-démarreur est en fait un alternateur modifié pour pouvoir faire office de démarreur en plus de sa fonction originelle. Monté sur le moteur en lieu et place de l'alternateur conventionnel, l'alterno-démarreur est, comme ce dernier, entraîné via une courroie par le moteur comme représenté dans la figure 1 . L'alterno-démarreur comporte un arbre de rotation parallèle à l'axe longitudinal du moteur et de l'arbre d'entraînement du moteur, lesdits arbres comportant à une même extrémité des poulies coplanaires entourées par la courroie. L'alterno-démarreur agit comme générateur d'électricité, sur le même principe qu'une dynamo de vélo. Mais sa caractéristique est de pouvoir fonctionner en mode réversible : alimenté par la batterie il fait alors office de moteur électrique pour démarrer le moteur, via la même courroie. L'avantage de l'alterno-démarreur ne réside pas tant dans la réduction du nombre de composants que dans les performances qui en résultent. Le démarrage du moteur est beaucoup plus rapide qu'avec un démarreur classique.

Grâce à la transmission par la courroie, striée et à base de caoutchouc, l'opération est de surcroît très silencieuse. Dans un démarreur classique, l'entraînement se fait en effet par un pignon métallique qui entraîne une couronne métallique, source des bruits caractéristiques du démarrage des moteurs. Ces deux avantages rendent les redémarrages du moteur pratiquement imperceptibles pour les occupants du véhicule.

Le démarreur est généralement agencé en partie haute du moteur afin de le préserver des contacts avec l'eau par exemple lors d'inondations et de passages de gué. En effet, pour pouvoir redémarrer un véhicule bloqué en milieu de gué, il convient que le démarreur soit agencé à un emplacement non atteint par le niveau d'eau. Selon de nouvelles contraintes d'architecture du groupe motopropulseur notamment dictées par l'agencement de pompe d'alimentation de carburant haute pression en partie haute du moteur, la disposition dudit démarreur en partie haute du moteur n'est plus possible.

Il convient alors de supprimer le démarreur en assurant des rapports d'entraînement entre le moteur thermique et l'alterno-démarreur qui permettent de transmettre le couple nécessaire pour le démarrage sans pénaliser ensuite le mode générateur d'énergie électrique, notamment pour des démarrages à froid dans des conditions de grand froid.

De manière connue, l'utilisation d'un alterno-démarreur en tant que démarreur pose des problèmes par grand froid, typiquement des températures extérieures au véhicule T° inférieures à -20°C, lorsque le givre est déposé ou que la glace est formée sur la courroie d'entraînement des accessoires. Ledit givre ou ladite glace est susceptible de provoquer un glissement de la courroie en phase de démarrage du moteur thermique sur les poulies coplanaires fixées solidaires de l'alterno-démarreur et de l'arbre d'entraînement du moteur, ce qui peut entraîner un démarrage très difficile voire impossible par grand froid avec ledit alterno-démarreur. Cette difficulté est particulièrement importante avec un moteur à fort taux de compression comme un moteur Diesel, parce que ce taux élevé nécessite un couple d'entraînement élevé pour démarrer le moteur.

Des poussières peuvent également se déposer sur ladite courroie et entraîner aussi des glissements de ladite courroie.

Selon l'invention, un groupe motopropulseur thermique 10 de véhicule automobile comprend un moteur à combustion interne 1 1 comportant un vilebrequin prolongé à une extrémité 13 par un arbre d'entraînement 12 s'étendant selon un axe longitudinal X du moteur, un alterno-démarreur 14 relié en rotation à l'arbre d'entraînement, une première poulie d'entraînement 15 montée mobile en rotation autour de l'axe longitudinal X et apte à être entraînée en rotation par arbre d'entraînement, une poulie 16 de l'alterno-démarreur fixée solidaire en rotation de l'arbre de l'alterno-démarreur, et reliée à la première poulie par une courroie 17, et un système de couplage/découplage 18 entre la première poulie 15 et l'arbre d'entraînement du moteur. Ladite courroie entoure ainsi la première poulie 15 fixée à une extrémité de l'arbre d'entraînement du vilebrequin à une extrémité dudit vilebrequin et la poulie 16 de l'alterno-démarreur 14.

Selon l'invention, le système de couplage/découplage 18 de la première poulie 15 à l'extrémité du vilebrequin, avec la poulie 16 de l'alterno-démarreur et la courroie 17 peut comprendre une poulie débrayable 19. Ladite poulie débrayable 19 est disposée à l'extrémité de l'arbre d'entraînement en place de la première poulie 15 du vilebrequin. Selon l'invention, la courroie 17 entoure la poulie 16 de l'alterno-démarreur et la poulie débrayable 19 fixée à l'extrémité de l'arbre d'entraînement du vilebrequin. Le système de couplage/découplage permet un entraînement de la courroie selon deux modes :

-en mode découplé, sans avoir à fournir des efforts importants en interrompant la liaison entre la première poulie débrayage 19 et l'arbre d'entraînement 12 du moteur, ladite poulie débrayable n'est alors pas solidaire en rotation avec l'arbre d'entraînement du vilebrequin. L'alterno-démarreur 14 est actionné en mode démarreur ou entraînant pour entraîner en rotation via la poulie de l'alterno-démarreur la courroie et la première poulie 19 alors débrayée qui présente une faible résistance voire nulle à la rotation.

-en mode couplé où la première poulie débrayable 19 est solidaire en rotation avec l'arbre d'entraînement du vilebrequin. De manière connue, l'alterno- démarreur peut alors être activé en tant que démarreur pour entraîner l'arbre d'entraînement 12 du vilebrequin ou pour fournir un supplément de couple au moteur 1 1 , ou en tant qu'alternateur pour générer de l'énergie électrique, l'arbre de l'alterno-démarreur étant entraîné en rotation alors par l'arbre d'entraînement du vilebrequin. En fonctionnement normal qui est le mode couplé, la première poulie 19 est solidaire en rotation avec l'arbre d'entraînement du moteur et elle est liée avec la poulie 16 de l'alterno-démarreur 14 et la courroie 17: de ce fait, la première poulie 19 entraînée en rotation par l'arbre d'entraînement 12 du moteur 1 1 peut alors entraîner en rotation la poulie de l'alterno-démarreur 14 qui fonctionne alors tel un alternateur, ou la poulie 16 de l'alterno-démarreur peut entraîner la première poulie d'entraînement et l'arbre d'entraînement du moteur lors des démarrages du moteur thermique 1 1 , ledit alterno-démarreur 14 fonctionnant alors tel un démarreur. Lors de conditions de grands froids, pour avoir de bonnes conditions de démarrage, le système de couplage/découplage 18 est activé pour se positionner en mode découplé. L'arbre d'entraînement 12 du vilebrequin n'est alors plus relié ni à la première poulie débrayable 19 ni à l'alterno-démarreur 14. Ledit alterno- démarreur peut alors être lancé pour entraîner en rotation la courroie 17. Lors de ce fonctionnement, les résistances à la rotation sont faibles et l'alterno- démarreur agissant comme machine tournante entraînante consomme peu d'énergie pour entraîner en rotation la courroie seule et la première poulie débrayable 19 en roue libre. La vitesse de rotation est sensiblement importante pour d'une part débarrasser ladite courroie des impuretés telles que le givre, la glace ou les poussières et d'autre part permettre une montée en température de cette courroie pour atteindre un seuil minimal de température de fonctionnement. La température de la courroie peut être mesurée par des moyens de mesure ou estimée en fonction par exemple d'une durée de rotation suite à une série de mesures de validation. Ensuite, le système de couplage/découplage 18 permet le ré-accouplement de la première poulie d'entraînement 19 avec l'arbre d'entraînement du moteur pour retourner à un fonctionnement normal, de manière préférentielle après un arrêt de l'alterno-démarreur.

Selon un mode de réalisation non représenté, la première poulie 19 débrayable est tenue à l'extrémité d'un arbre intermédiaire qui porte au moins une dent. Ladite dent est partie d'un pignon et ledit arbre intermédiaire est lié en rotation avec l'arbre d'entraînement 12 du moteur par une roue dentée qui égrène le pignon. La courroie 17 entoure donc la première poulie débrayable 19 et la poulie de l'alterno-démarreur 14.

Selon l'invention, ainsi que représenté dans la figure 2, le démarrage dudit groupe motopropulseur comprend une procédure de préparation 30 de la courroie avec les différentes phases suivantes : Une première phase A de lancement du processus de démarrage du groupe motopropulseur. Cette première phase A peut être déclenchée de différentes manières : par exemple à l'ouverture des portes après un arrêt de longue durée du véhicule (la durée peut être de l'ordre d'une heure), ou au positionnement du conducteur sur le siège conducteur, ou au signal de demande de démarrage du moteur.

Une deuxième phase B de vérifications des conditions de déclenchement de la procédure de préparation de démarrage du moteur thermique. La phase de vérification prend en compte des températures extérieures froides. On entend par températures froides des températures inférieures à un seuil minimal de température T _s au moins de -10°C par exemple. La température extérieure peut être évaluée par une sonde de température extérieure qui est un équipement présent de manière connue dans un véhicule automobile. La valeur de la température extérieure est adressée à une unité de contrôle 20. Si la température extérieure est :

B1 . Supérieure audit seuil minimal de température T _s , aucune action n'est lancée et on passe alors à la dernière phase E de démarrage normal du moteur 1 1 à l'aide de l'alterno-démarreur 14.

B2. Inférieure ou égale au seuil minimal T _s de température, les phases suivantes de préparation du démarrage en mode découplé sont lancées.

La phase de vérification B peut comprendre une étape de vérification B3 que le nettoyage n'a pas été lancé récemment. Ladite vérification peut être effectuée par exemple avec un signal temporel t, inscrit dans la mémoire de l'unité de contrôle 20. Ladite unité de contrôle peut alors vérifier si l'écart de temps entre le signal temporel et l'instant de vérification (t -t,) est supérieur à un seuil de temps fixé Ti qui peut être de l'ordre de quelques minutes. Si l'écart est inférieur audit seuil de temps Ti, il n'est pas nécessaire d'effectuer à nouveau les phases de préparation de démarrage suivantes et donc de passer à la phase E de démarrage en condition normale avec l'aide de l'alterno-démarreur 14 en remplacement d'un démarreur.

Une phase de nettoyage C de la courroie représentée en figure 3.

Cette phase comprend les étapes suivantes représentées en figure 3 :

C1 . Désaccouplement de la première poulie. Ladite première poulie n'est plus alors reliée à l'arbre 1 1 d'entraînement du moteur et elle ne présente plus de résistance à l'entraînement par la courroie.

C2. Démarrage de l'alterno-démarreur en mode moteur. Ledit alterno-démarreur est alors apte à entraîner en rotation la courroie 17 et la première poulie 19 qui ne présente pas de résistance à la rotation.

C3. Fonctionnement de l'alterno-démarreur en mode moteur pendant une durée Dt fixée. Ladite durée peut varier de quelques secondes à une minute et peut être fixée suite à des tests de validation. La rotation de la poulie de l'alterno- démarreur peut par exemple être à la vitesse maximale ou de l'ordre de 10000 tours/minute. La courroie lors de son déplacement est débarrassée des impuretés que sont les poussières, la glace ou le givre, et elle est amenée en température par échauffement avec le contact des poulies. C4. Affichage au tableau de bord d'un signal de préparation au démarrage. Ce signal peut être un led allumé au tableau de bord du conducteur.

C5. La phase de nettoyage prend fin. Un signal temporel fc+i est alors inscrit dans la mémoire de l'unité de contrôle pour remplacer éventuellement la valeur précédente de signal temporel.

Une phase de temporisation D selon la figure 4, qui comprend les séquences suivantes :

D1 . Arrêt du fonctionnement de l'alterno-démarreur 14. D2. Ré-accouplement de la première poulie de l'arbre du vilebrequin. Ledit ré accouplement est de façon préférentielle effectué lorsque les éléments sont immobilisés.

D3. Une procédure d'information du conducteur par l'affichage au tableau de bord d'un signal de vérification de la préparation au démarrage. A l'extinction du signal, le conducteur peut démarrer normalement le moteur ou le moteur peut être démarré automatiquement, grâce à l'alterno-démarreur, si le signal de commande de démarrage a été donné lors de phase A. La procédure d'information peut être lancée au début de la phase D.

e. La phase E correspond au démarrage en situation normale à l'aide de l'alterno-démarreur à la place d'un démarreur.

La stratégie de démarrage selon l'invention permet d'assurer un démarrage du bloc moteur thermique à l'aide de l'alterno-démarreur dans de bonnes conditions, la courroie étant débarrassée des impuretés que sont les poussières, le givres ou la glace et elle est amenée à une température de fonctionnement suffisamment haute par rapport à la température extérieure du véhicule.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que le système de couplage/découplage peut être différent de celui présenté dans cette description sans restreindre la portée de l'invention.

C'est ainsi que le fonctionnement du système de couplage/découplage peut être différent de celui présenté dans cette description sans restreindre la portée de l'invention.

Par exemple, le ré-accouplement de l'ensemble première poulie avec l'arbre d'entraînement du moteur peut être effectué sans arrêter l'alterno- démarreur.